2022-1

VSNiP

Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University

Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского

2541-853X 1990-9047

ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

10.17277/voprosy.2022.01.pp.007-018

12422

Version of Record

Improvement of Wastewater Treatment Methods of Textile Enterprises

Совершенствование методов очистки сточных вод текстильных предприятий

Atamanova

O. V.

Tikhomirova

E. I.

Glubokaya

A. S.

Podoksenov

A. A.

adsorption filter adsorption bentonite Cu2+ and Fe2+ ions local wastewater treatment plant cleaning of drains textile enterprises carbon nanotubes

адсорбционный фильтр адсорбция бен- тонит ионы Сu2+ и Fe2+ локальная станция очистки сточных вод очистка сточных вод текстильные предприятия углерод- ные нанотрубки

2022

1 квартал 2022 года

1 1

2022

, , , , O. V. Atamanova, E. I. Tikhomirova, A. S. Glubokaya, A. A. Podoksenov

Исследована адсорбционная способность бен- тонита , модифицированного углеродными нанотрубками (УНТ ) и обожженного при температуре 550 °С. Построены изотермы адсорбции ионов Сu2+ и Fe2+ на бентоните , модифицированном УНТ , в зависимости от концентраций Ср в статических услови - ях. Показано , что наибольшей эффективностью адсорбции обладает фракция бентонита с размером гранул 0,10…0,99 мм. Исследования процесса адсорбции ионов Cu2+ на бентоните , модифицированном УНТ , показали , что он описывается изотер - мой Фрейндлиха , в то время как процесс адсорбции ионов Fe2+ на том же бентоните может быть представлен в рамках изотермы Ленгмюра . Предложена усовершенствованная локальная стан- ция очистки сточных вод текстильного предприятия , которая в качестве одного из основных элементов включает адсорбцион - ный фильтр с загрузкой из бентонита , модифицированного УНТ . Эффективность очистки сточных вод текстильного предприятия подтверждена производственными испытаниями . Атаманова Ольга Викторовна – доктор технических наук , профессор кафедры «Эко- логия и техносферная безопасность », e-mail: O_V_Atamanova@mail.ru; Тихомирова Елена Ивановна – доктор биологических наук , профессор , заведующий кафедрой «Экология и техносферная безопасность »; Глубокая Александра Сергеевна – аспирант кафедры «Эко- логия и техносферная безопасность »; Подоксенов Артем Андреевич – аспирант кафедры «Экология и техносферная безопасность », ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.», Саратов , Россия . ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ . 8 Введение В настоящее время текстильная промышленность в России и за рубе - жом развивается с повышенной активностью . На современном этапе раз- вития текстильной индустрии применяется большое количество современ - ных технологий изготовления тканей для пошива одежды , обивки мебели , применения в медицине , автомобильной промышленности и других хозяйственных отраслях . При производстве текстильных изделий исполь - зуется много воды , а также образуется значительное количество сточных вод при реализации каждого из технологических процессов (крашения , отделки и др.) и в результате текстильного производства в целом . Сточные воды красильных цехов и предприятий обычно содержат химически ак- тивные тяжелые металлы , ароматические соединения и химические остат - ки [1]. Они также отличаются высокими значениями химического (ХПК ) и биохимического (БПК ) потребления кислорода , наличием в сточных водах аэрозолей , повышенным содержанием ионов железа , меди , хрома и других тяжелых металлов [2]. Недостаточно качественная очистка воды от воздействия красителей , органики , кислотных и щелочных соединений в процессе текстильного производства особенно опасна для водных экоси - стем при сбросе сточных вод в природные водоемы [3]. Поэтому очистку сточных вод от различных загрязняющих веществ справедливо считают «вечной » экологической проблемой [4]. Для удовлетворения нужд потребителей текстильная индустрия постоянно совершенствуется , внедряются все более современные химиче - ские технологии производства текстиля . Это часто является причиной увеличения в сточных водах таких предприятий химически агрессивных токсикантов , и, как следствие , требует совершенствования методов их очистки . Основными способами очистки стоков производственных пред - приятий являются физико -химические способы очистки воды , которые разнообразны и зависят от видов производств и состава загрязнителей . Обычно очистка воды от загрязняющих токсичных соединений требует гармоничного сочетания физических способов воздействия и обоснован - ных химических реактивов [5]. Именно данное сочетание дает возмож - ность обеспечить качественную очистку стоков не только от токсинов , но и от растворенных газов , тонкодисперсных частиц как жидкой , так и твердой фазы . Физико -химические способы могут применяться на лю- бых этапах водоочистки , как на этапе предварительной нормализации состава жидкости , так и при глубокой очистке воды . Самые распростра - ненные и основные способы очистки воды физико -химическим путем – сорбция , флотация , экстракция , ионообмен , электродиализ , обратный ос- мос, термические методы . Наиболее приоритетными по сравнению с другими методами очистки стоков признаются адсорбционные . Они являются достаточно несложны - ми в техническом оснащении , позволяют извлекать из водных растворов большинство загрязняющих веществ , в том числе тяжелые металлы , орга-

1. Atamanova O.V., Istrashkina M.V. Ekologicheskiy monitoring opasnykh promyshlennykh ob"yektov: sovremennyye dostizheniya, perspektivy i obespecheniye ekologicheskoy bezopasnosti naseleniya [Environmental monitoring of hazardous industrial facilities: modern achievements, prospects and ensuring the environmental safety of the population], Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference, 11 - 13 December, 2019, Saratov, 2019, part 2, pp. 11-15. (In Russ.)

2. Gosudarstvennyy doklad «O sostoyanii i ispol'zovanii vodnykh resursov Rossiyskoy Federatsii v 2020 godu» [State report “On the state and use of water resources of the Russian Federation in 2020”], Moscow: NIA-Priroda, 2021, 270 p. (In Russ.)

3. Tarasova N.P., Makarova A.S., Vinokurov S.F., Kuznetsov V.A., Shlyakhov P.I. Green Chemistry and Sustainable Development: Approaches to Chemical Footprint Analysis, Pure and Applied Chemistry, 2018, vol. 90, no. 1, pp. 143-155, doi: 10.1515/pac-2017-0608

4. Popov N.S., Kozachek A.V., Svyatenko A.V., Chan Min' T'in' [Development of a structural modeling technique for the purposes of designing technological purification of polluted waters and sedimentation], Voprosy sovremennoy nauki i praktiki. Universitet im. V. I. Vernadskogo [Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University], 2012, no. S2 (39), pp. 144-158. (In Russ., abstract in Eng.)

5. Kuznetsov V.A., Tarasova N.P., Biryukov A.Ye. [Prioritization of impurities in river water in urban areas, taking into account their mass and toxicity], Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of urbanized territories], 2008, no. 2, pp. 100-105. (In Russ., abstract in Eng.)

6. Krasnova T.A., Belyayeva O.V., Kirsanov M.P. [Use of active coals in the processes of water treatment and sanitation], Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv [Technique and technology of food production], 2012, no. 3 (26), pp. 46-56. (In Russ., abstract in Eng.)

7. Karlina A.I. [Analysis of modern and promising ways of influencing natural and waste water], Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Irkutsk State Technical University], 2015, no. 5 (100), pp. 146-150. (In Russ., abstract in Eng.)

8. Demin A.P. [Wastewater and water quality in the Volga River Basin (2000 - 2015)], Uchenyye zapiski Rossiyskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta [Scientific Notes of the Russian State Hydrometeorological University], 2017, no. 48, pp. 55-71. (In Russ., abstract in Eng.)

9. Kanatnikova N.V., Kochkarev V.R. [Heavy metals in drinking water and their characteristics], Uchenyye zapiski Orlovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Yestestvennyye, tekhnicheskiye i meditsinskiye nauki [Scientific notes of the Oryol State University. Series: Natural, technical and medical sciences], 2008, no. 2, pp. 10-14. (In Russ., abstract in Eng.)

10. Alykov N.M., Pavlova A.V., Kkhan' Zuy Nguen, Abuova G.B., Utyubayeva N.V. [Sorption removal of heavy metal ions from water], Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti [Life safety], 2010, no. 4 (112), pp. 17-20. (In Russ., abstract in Eng.)

11. Istrashkina M.V., Atamanova O.V., Tikhomirova Ye.I. [Features of the adsorption of aromatic amino compounds on various variants of modified bentonite], Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2016, vol. 18, no. 2-2, pp. 381-384. (In Russ., abstract in Eng.)

12. Tikhomirova E.I., Plotnikova O.A., Atamanova O.V., Istrashkina M.V., Koshelev A.V., Podolsky A.L. The use of Multicomponent Adsorption Filters in Water Purification Systems and Luminescent Control of Ecotoxicant Content, Theoretical and Applied Ecology, 2019, no. 1, pp. 73-81, doi: 10.25750/1995-4301-2019-1-073-081

13. http://ej.kubagro.ru/2017/02/pdf/20.pdf (accessed 25 January 2022).

14. Frolov Yu.G., Grodskiy A.S. [Eds.] Laboratornyye raboty i zadachi po kolloidnoy khimii [Laboratory work and problems in colloidal chemistry], Moscow: Khimiya, 1986, 216 p. (In Russ.)

15. Zelentsov V.I., Datsko T.Ya. [Application of adsorption models to describe the equilibrium in the system of aluminum oxyhydroxide fluorine], Elektronnaya obrabotka materialov [Electronic Processing of Materials], 2012, vol. 48, no. 6, pp. 65-73. (In Russ., abstract in Eng.)

16. Lupandina N.S., Kiryushina N.Yu., Sverguzova Zh.A., Yel'nikov D.A. [The use of industrial waste for wastewater treatment], Ekologiya i promyshlennost' Rossii [Ecology and industry of Russia], 2010, no. 5, pp. 38-41. (In Russ., abstract in Eng.)

1. Атаманова, О. В. Выявление экотоксикантов в сточных водах текстильно- го предприятия / О. В. Атаманова, М. В. Истрашкина // Экологический монито- ринг опасных промышленных объектов: современные достижения, перспективы и обеспечение экологической безопасности населения : сб. науч. тр. по материа- лам Всерос. науч.-практ. конф., 11 – 13 декабря 2019 г., Саратов. – Саратов, 2019. – Ч. 2. – С. 11 – 15.

2. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2020 году». – М. : НИА-Природа, 2021. – 270 с.

3. Green Chemistry and Sustainable Development: Approaches to Chemical Footprint Analysis / N. P. Tarasova, A. S. Makarova, S. F. Vinokurov [et al.] // Pure and Applied Chemistry. – 2018. – Vol. 90, No. 1. – P. 143 – 155. doi: 10.1515/pac- 2017-0608

4. Разработка методики структурного моделирования для целей проектирова- ния технологической очистки загрязненных вод и выделения осадков / Н. С. Попов, А. В. Козачек, А. В. Святенко, Чан Минь Тьинь // Вопр. соврем. науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. – 2012. – № S2 (39). – С. 144 – 158.

5. Кузнецов, В. А. Определение приоритетности примесей в воде рек на ур- банизированных территориях при учете их массы и токсичности / В. А. Кузнецов, Н. П. Тарасова, А. Е. Бирюков // Экология урбанизированных территорий. – 2008. – № 2. – С. 100 – 105.

6. Краснова, Т. А. Использование активных углей в процессах водоподготов- ки и водоотведения / Т. А. Краснова, О. В. Беляева, М. П. Кирсанов // Техника и технология пищевых производств. – 2012. – № 3 (26). – С. 46 – 56.

7. Карлина, А. И. Анализ современных и перспективных способов воздейст- вия на природные и сточные воды / А. И. Карлина // Вестн. Иркутского гос. техн. ун-та. – 2015. – № 5 (100). – С. 146 – 150.

8. Демин, А. П. Сточные воды и качество воды в бассейне реки Волга (2000 – 2015 гг.) / А. П. Демин // Ученые записки Российского гос. гидрометеорологиче- ского ун-та. – 2017. – № 48. – С. 55 – 71.

9. Канатникова, Н. В. Тяжелые металлы в питьевой воде и их характеристика / Н. В. Канатникова, В. Р. Кочкарев // Ученые записки Орловского гос. ун-та. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. – 2008. – № 2. – С. 10 – 14.

10. Сорбционное удаление из воды ионов тяжелых металлов / Н. М. Алыков, А. В. Павлова, Кхань Зуй Нгуэн [и др.] // Безопасность жизнедеятельности. –

2010. – № 4 (112). – С. 17 – 20.

11. Истрашкина, М. В. Особенности адсорбции ароматических аминосоеди- нений на различных вариантах модифицированного бентонита / М. В. Истрашки- на, О. В. Атаманова, Е. И. Тихомирова // Изв. Самарского науч. центра Россий- ской академии наук. – 2016. – Т. 18, № 2-2. – С. 381 – 384.

12. The use of Multicomponent Adsorption Filters in Water Purification Systems and Luminescent Control of Ecotoxicant Content / E. I. Tikhomirova, O. A. Plotnikova, O. V. Atamanova [et al.] // Theoretical and Applied Ecology. – 2019. – No. 1. – P. 73 – 81. doi: 10.25750/1995-4301-2019-1-073-081

13. Исследование сорбционных свойств фильтрующих материалов. – Текст : электронный / А. А. Некрасова, Д. М. Привалов, М. В. Двадненко, Н. М. Привало- ва // Политематический сетевой электрон. науч. журнал Кубанского гос. аграрно- го ун-та. – 2017. – № 126 (02). – С. 266 – 275. – URL : http://ej.kubagro.ru/ 2017/02/pdf/20.pdf (дата обращения: 25.01.2022).

14. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / Под ред. Ю. Г. Фро- лова, А. С. Гродского. – М. : Химия, 1986. – 216 с.

15. Зеленцов, В. И. Применение адсорбционных моделей для описания рав- новесия в системе оксигидроксид алюминия фтор / В. И. Зеленцов, Т. Я. Дацко // Электронная обработка материалов. – 2012. – Т. 48, № 6. – С. 65 – 73.

16. Использование производственных отходов для очистки сточных вод / Н. С. Лупандина, Н. Ю. Кирюшина, Ж. А. Свергузова, Д. А. Ельников // Экология и промышленность России. – 2010. – № 5. – С. 38 – 41.